CN116986171A - 含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置及方法 - Google Patents

含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置及方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及材料高速冲击破碎研究领域,提供一种含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置及方法。含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,包括回收壳体和回收组件,回收壳体内设有安装腔,回收壳体设有与安装腔连通的回收入口,回收入口处适于放置靶板,回收组件安装于安装腔,回收组件与安装腔的内壁面抵接,回收组件包括缓冲层和支撑层,缓冲层位于支撑层和靶板之间,缓冲层适于与靶板抵接,支撑层与缓冲层紧密贴合。根据本申请的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,实现了利用缓冲层和支撑层对碎片进行有效拦截,实现了对碎片的完全回收,可以有效的防止碎片与回收壳体碰撞,可以避免碎片发生燃烧,可以避免碎片发生变形和化学反应等问题。

Description

含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置及方法
技术领域
本申请涉及材料高速冲击破碎研究领域,尤其涉及含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置及方法。
背景技术
含能结构材料在高速冲击条件下发生燃烧或氧化反应并伴有释能,含能结构材料在高速冲击条件下的破碎程度及碎片质量、形状和弹道决定其释能性能,可以为含能结构材料成分设计、反应效率和释能机理提供依据,因此,在实验中对所有冲击破碎碎片进行回收具有重大意义。
相关技术中的碎片回收装置,存在无法有效阻拦高速碎片、碎片容易发生变形或化学反应等问题,因此亟需对碎片回收装置进行改进。
发明内容
本申请旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,实现了利用缓冲层和支撑层对碎片进行有效拦截,实现了对碎片的完全回收,可以有效的防止碎片与回收壳体碰撞,可以避免碎片发生燃烧,可以避免碎片发生变形和化学反应等问题。
本申请还提出一种含能结构材料高速冲击破碎碎片回收方法。
根据本申请第一方面实施例的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,包括:
回收壳体,所述回收壳体内设有安装腔,所述回收壳体设有与所述安装腔连通的回收入口,所述回收入口处适于放置靶板;
回收组件,安装于所述安装腔,所述回收组件与所述安装腔的内壁面抵接,所述回收组件包括缓冲层和支撑层,所述缓冲层位于所述支撑层和所述靶板之间,所述缓冲层适于与所述靶板抵接,所述支撑层与所述缓冲层紧密贴合。
根据本申请实施例的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,控制弹道枪向靶板发射实验弹,弹体碎片会通过回收入口飞到回收组件处。碎片会先进入缓冲层,缓冲层对碎片进行吸能缓冲,可以有效的吸收碎片的动能并传递冲击载荷。高速碎片产生的应力波通过缓冲层与支撑层界面时,透/反射和顶部边界处反射应力波发生耦合作用,界面处会产生高强度拉伸应力场,而支撑层具有一定的刚度、弯曲强度和良好的韧性,支撑层在对碎片进行吸能缓冲的同时,还可以承受拉伸应力。也就是说,缓冲层和支撑层的配合可以达到高效吸能的效果,使得碎片停留到回收组件处,可以有效的对高速碎片进行回收阻拦,碎片不会穿过回收组件与回收壳体发生碰撞,也就避免碎片发生变形的问题出现;且靶板和缓冲层抵接,碎片从靶板穿出的过程中,不会与氧气接触,防止实验弹与靶板撞击后发生燃烧氧化反应,支撑层和缓冲层紧密贴合,且所选用材质不会与碎片发生反应,进而可以维持碎片原有的成分和化学性质;将回收组件安装在回收壳体内,回收壳体也可以对碎片起到阻拦作用,可以进一步的保证能对碎片进行完全收集,确保了碎片的回收量。进而本申请实现了利用缓冲层和支撑层对碎片进行有效拦截,实现了对碎片的完全回收,可以有效的防止碎片与回收壳体碰撞,可以避免碎片发生燃烧,可以避免碎片发生变形和化学反应等问题。
根据本申请的一个实施例,所述回收组件包括至少两个所述缓冲层和至少两个所述支撑层,所述缓冲层和所述支撑层交替设置,其中,靠近所述靶板的所述缓冲层与所述靶板密封抵接,所述缓冲层与相邻的所述支撑层密封抵接。
根据本申请的一个实施例,所述缓冲层的厚度,与所述缓冲层和所述靶板之间的距离成反比;所述支撑层的厚度,与所述支撑层和所述靶板之间的距离成反比。
根据本申请的一个实施例,所述回收组件包括多个回收件,所述回收件包括缓冲层和支撑层,所述缓冲层相比于所述支撑层更靠近所述靶板,所述回收件的所述缓冲层的厚度和所述支撑层的厚度相同。
根据本申请的一个实施例,所述含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置包括弹性件,所述弹性件设于所述安装腔内,所述回收组件位于所述弹性件和所述靶板之间,所述弹性件的一端与所述安装腔的内壁面连接,所述弹性件的另一端与所述支撑层抵接,所述弹性件适于使得所述支撑层与所述缓冲层紧密贴合,以及使得所述缓冲层与所述靶板紧密贴合。
根据本申请的一个实施例,所述弹性件包括两个相对设置的金属板以及设于两个所述金属板之间的弹簧,其中一个所述金属板与所述支撑层抵接,另一个所述金属板与所述安装腔的内壁面抵接,所述弹簧适于通过其中一个所述金属板向所述支撑层施加一个往所述靶板的力。
根据本申请的一个实施例,所述回收壳体包括金属外壳、胶合板和聚乙烯板,所述胶合板位于所述金属外壳和所述聚乙烯板之间;和/或,
所述缓冲层为泡沫玻璃板,所述支撑层为超高分子量聚乙烯板或芳纶纤维板。
根据本申请的一个实施例,所述靶板的中轴线和所述回收组件的中轴线重合。
根据本申请的一个实施例,所述回收壳体设有与所述安装腔连通的进出口,所述进出口处设有盖体,所述盖体可相对于所述回收壳体运动,以使得所述进出口在打开状态和封闭状态之间切换。
根据本申请第二方面实施例的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收方法,包括:
使得弹道枪的中心线、靶板的中轴线和回收组件的中轴线重合;
控制所述弹道枪向所述靶板的中心发射试验弹;
对缓冲层和支撑层进行网格划分,以靶板弹孔为原心,利用直角坐标系对每个碎片进行定位。
从所述回收组件的缓冲层和支撑层中取出弹体碎片,测量每个碎片的质量,确定每个碎片对应的坐标和质量;
基于碎片的坐标,绘制碎片分布云图;
连接碎片坐标与原点,获取碎片飞行模拟轨迹;
根据碎片模拟飞行轨迹和x轴的夹角,确定碎片的模拟飞散角,其中,x轴与原点连接且与中轴线平行;
基于每个碎片的质量和坐标,绘制质量分布曲线。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置的部分结构示意图;
图3是本申请实施例提供的回收壳体的剖视图。
附图标记:
1、回收壳体;2、靶板;3、缓冲层;4、支撑层;5、弹性件;11、安装腔;
12、金属外壳;13、胶合板;14、聚乙烯板;15、盖体;51、金属板;
52、弹簧。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请,但不能用来限制本申请的范围。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1至图3描述本申请的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置及方法。
根据本申请第一方面的实施例,如图1和图2所示,含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置包括:
回收壳体1,回收壳体1内设有安装腔11,回收壳体1设有与安装腔11连通的回收入口,回收入口处适于放置靶板2;
回收组件,安装于安装腔11,回收组件与安装腔11的内壁面抵接,回收组件包括缓冲层3和支撑层4,缓冲层3位于支撑层4和靶板2之间,缓冲层3适于与靶板2抵接,支撑层4与缓冲层3紧密贴合。
根据本申请实施例的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,控制弹道枪向靶板2发射实验弹,弹体碎片会通过回收入口飞到回收组件处。碎片会先进入缓冲层3,缓冲层3对碎片进行吸能缓冲,可以有效的吸收碎片的动能并传递冲击载荷。高速碎片产生的应力波通过缓冲层3与支撑层4界面时,透/反射和顶部边界处反射应力波发生耦合作用,界面处会产生高强度拉伸应力场,而支撑层4具有一定的刚度、弯曲强度和良好的韧性,支撑层4在对碎片进行吸能缓冲的同时,还可以承受拉伸应力。也就是说,缓冲层3和支撑层4的配合可以达到高效吸能的效果,使得碎片停留到回收组件处,可以有效的对高速碎片进行回收阻拦,碎片不会穿过回收组件与回收壳体1发生碰撞,也就避免碎片发生变形的问题出现;且靶板2和缓冲层3抵接,碎片从靶板2穿出的过程中,不会与氧气接触,防止实验弹与靶板2撞击后发生燃烧氧化反应,支撑层4和缓冲层3紧密贴合,且所选用材质不会与碎片发生反应,进而可以维持碎片原有的成分和化学性质;将回收组件安装在回收壳体1内,回收壳体1也可以对碎片起到阻拦作用,可以进一步的保证能对碎片进行完全收集,确保了碎片的回收量。进而本申请实现了利用缓冲层3和支撑层4对碎片进行有效拦截,实现了对碎片的完全回收,可以有效的防止碎片与回收壳体1碰撞,可以避免碎片发生燃烧,可以避免碎片发生变形和化学反应等问题。
可以理解的是,相比于相关技术中通过液体回收碎片容易导致碎片和液体发生化学反应,本申请可以避免碎片发生化学反应的问题,避免碎片的化学成分发生改变。
可以理解的是,缓冲层例如为泡沫玻璃板等低密度、低强度材质,支撑层例如为超高分子量聚乙烯板或芳纶纤维板等低密度、高韧性的较高强度材质。
示例性的,回收壳体1的一端设有回收入口,靶板2与回收壳体1的一端的端面抵接,回收组件与回收壳体1一端的端面齐平,使得靶板2与回收组件抵接,可以使得靶板2和回收组件也没有间隙,即不会有氧气,可以进一步的避免碎片在飞行的过程中发生燃烧。
示例性的,缓冲层3例如为泡沫玻璃板,孔隙率为90%,抗压强度为0.8Mpa到0.9Mpa,泡沫玻璃板材质的缓冲层3在与碎片接触时,不会与碎片发生反应,可以避免碎片发生化学反应;支撑层4例如为超高分子量聚乙烯板,抗压强度为25Mpa到30Mpa,断裂伸长率为200%,超高分子量聚乙烯板材质的支撑层4在与碎片接触时,不会与碎片发生反应,可以避免碎片发生化学反应。
示例性的,支撑层4例如为芳纶纤维板,抗压强度为100Mpa,断裂伸长率为150%,芳纶纤维板材质的支撑层4在与碎片接触时,不会与碎片发生反应,可以避免碎片发生化学反应。
在本申请的一个实施例中,如图1和图2所示,回收组件包括至少两个缓冲层3和至少两个支撑层4,缓冲层3和支撑层4交替设置,其中,靠近靶板2的缓冲层3与靶板2密封抵接,缓冲层3与相邻的支撑层4密封抵接。
可以理解的是,将缓冲层3和支撑层4交替设置,使得碎片需要交替经过缓冲层3和支撑层4,实现了对碎片的充分吸能缓冲,使得碎片停留在回收组件内。且缓冲层3和支撑层4的数量增加,使得碎片需要多次经过缓冲层3和支撑层4的界面,而碎片产生的应力波在穿过界面进入另一种介质时,界面会使得碎片发生偏转,进而消耗碎片的动能,即通过增加界面的数量,可以对高速碎片起到有效拦截的效果。
在本申请的一个实施例中,缓冲层3的厚度,与缓冲层3和靶板2之间的距离成反比;支撑层4的厚度,与支撑层4和靶板2之间的距离成反比。
可以理解的是,将越靠近靶板2的缓冲层3的厚度设置的越大,将越靠近靶板2的支撑层4的厚度设置的越大。碎片从靶板2处飞向回收组件时,碎片会先接触到厚度较大的缓冲层3和支撑层4,厚度较大的缓冲层3和支撑层4可以对小质量的低速碎片进行有效拦截。将靠后的缓冲层3和支撑层4的厚度减小,可以增加缓冲层3和支撑层4的数量,碎片带来的应力波在初始介质中衰减较快,应力波通过缓冲层3和支撑层4的界面进入另一介质后衰减速度显著降低,同时界面可以使碎片发生小幅度偏转,消耗一定动能,通过增加界面数量,可对大质量高速碎片进行有效拦截,降低对碎片的二次损伤程度。
在本申请的实施例中,如图1和图2所示,回收组件包括多个回收件,回收件包括缓冲层3和支撑层4,缓冲层3相比于支撑层4更靠近靶板2,回收件的缓冲层3的厚度和支撑层4的厚度相同。
可以理解的是,将一个缓冲层3和一个支撑层4作为一个回收件,将同一个回收件的缓冲层3的厚度和支撑层4的厚度设置为相同,可以保证缓冲层3和支撑层4之间的协同配合,以达到对碎片进行高效吸能的效果。
示例性的,将最靠近靶板2的回收件的缓冲层3的厚度设置为大于其他回收件的缓冲层3的厚度,将最靠近靶板2的回收件的支撑层4的厚度设置为大于其他回收件的支撑层4的厚度。
在本申请的一个实施例中,如图1和图2所示,含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置包括弹性件5,弹性件5设于安装腔11内,回收组件位于弹性件5和靶板2之间,弹性件5的一端与安装腔11的内壁面连接,弹性件5的另一端与支撑层4抵接,弹性件5适于使得支撑层4与缓冲层3紧密贴合,以及使得缓冲层3与靶板2紧密贴合。
可以理解的是,弹性件5可以对支撑层4施加一个往靶板2的力,使得支撑层4与缓冲层3紧密贴合,缓冲层3与靶板2紧密贴合,进而使得靶板2到缓冲层3到支撑层4都没有孔隙,也就没有氧气,则在利用缓冲层3和支撑层4对碎片进行回收时,可以隔绝碎片与氧气,避免碎片发生燃烧等反应。
可以理解的是,由于回收组件位于弹性件5和靶板之间,则碎片飞到回收组件处时,回收组件会往弹性件5的一侧移动,也就是说,弹性件5可以对高速飞行的碎片起到卸力缓冲减速的作用,则弹性件5和回收组件配合,可以更好的对碎片进行回收。
在本申请的实施例中,如图1和图2所示,弹性件5包括两个相对设置的金属板51以及设于两个金属板51之间的弹簧52,其中一个金属板51与支撑层4抵接,另一个金属板51与安装腔11的内壁面抵接,弹簧52适于通过其中一个金属板51向支撑层4施加一个往靶板2的力。
可以理解的是,将回收组件安装在安装腔11内时,其中一个金属板51会受到挤压而往另一个金属板51移动,则弹簧52会处于挤压状态,相对的,弹簧52会对其中一个金属板51施加一个往靶板2的力,力会传递给支撑层4,使得支撑层4也会受到一个往靶板2的力,进而使得支撑层4与缓冲层3紧密贴合,缓冲层3与靶板2紧密贴合。
在本申请的一个实施例中,如图3所示,回收壳体1包括金属外壳12、胶合板13和聚乙烯板14,胶合板13位于金属外壳12和聚乙烯板14之间。
可以理解的是,通过将金属外壳12、胶合板13和聚乙烯板14依次连接在一起形成回收外壳,聚乙烯板14即为安装腔11的内壁面,聚乙烯板14和胶合板13可以对碎片起到缓冲的作用,避免碎片直接与金属外壳12碰撞,且聚乙烯板14和胶合板13不会与碎片发生化学反应,避免了碎片的成分发生改变。金属外壳12则可以起到最终兜底的作用,确保碎片不会离开回收壳体1,保证了可以对碎片进行完全回收。
在本申请的一个实施例中,靶板2的中轴线和回收组件的中轴线重合。
可以理解的是,将靶板2的中轴线和回收组件的中轴线设置为重合,以使得实验弹穿过靶板2产生的碎片会沿着回收组件的中轴线以及中轴线的周围散射,以尽可能的使得碎片都往回收组件的中间处飞行,可以延长碎片在回收组件的飞行轨迹,进而使得回收组件可以更好的对碎片进行回收。
可以理解的是,对缓冲层和支撑层进行网格绘制,获得多排以及多列的缓冲单元与支撑单元,在对碎片进行回收时,可以通过观察碎片在缓冲层3的第几排第几列的缓冲单元处,或是通过观察碎片在支撑层4中的第几排第几列的支撑单元处,进而可以快速确定碎片的最终位置,以便于后续根据碎片的位置得到碎片的行进轨迹。
在本申请的一个实施例中,如图1和图2所示,回收壳体1设有与安装腔11连通的进出口,进出口处设有盖体15,盖体15可相对于回收壳体1运动,以使得进出口在打开状态和封闭状态之间切换。
可以理解的是,在需要将回收组件放置到安装腔11内时。控制盖体15相对于回收壳体1运动,使得进出口处于打开状态,进而回收组件可以通过进出口放置到安装腔11内,然后控制盖体15相对于回收壳体1运动,以使得进出口处于封闭状态,然后再开始控制弹道枪向靶板2发射实验弹,以避免碎片从进出口处飞出回收壳体1,最后控制盖体15相对于回收壳体1运动,使得进出口处于打开状态,将安装腔11内的回收组件从进出口取出,并将新的回收组件放置到安装腔11内,即可进行新一轮的碎片回收实验。
根据本申请第二方面的实施例,含能结构材料高速冲击破碎碎片回收方法包括:
使得弹道枪的中心线、靶板2的中轴线和回收组件的中轴线重合;
控制弹道枪向靶板2的中心发射试验弹;
对缓冲层3和支撑层4进行网格划分,以靶板2弹孔为原心,利用直角坐标系对每个碎片进行定位;
从回收组件的缓冲层3和支撑层4中取出弹体碎片,测量每个碎片的质量,确定每个碎片对应的坐标和质量;
基于碎片的坐标,绘制碎片分布云图;
连接碎片坐标与原点,获取碎片飞行模拟轨迹;
根据碎片模拟飞行轨迹和x轴的夹角,确定碎片的模拟飞散角,其中,x轴与原点连接且与中轴线平行;
基于每个碎片的质量和坐标,绘制质量分布曲线。
根据本申请实施例的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收方法,含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置安装在弹道实验平台上,使得靶板2的中轴线、回收组件的中轴线和弹道枪的中心线重合,然后再控制弹道枪向靶板2中心发射实验弹,以使得碎片往回收组件的中间处飞行,避免碎片直接飞到回收组件的边缘处,保证了大多数碎片在回收组件内的行进轨迹均不会太短,进而使得碎片不会飞到回收壳体1的内壁面上,使得碎片不会与回收壳体1发生碰撞。然后从回收组件的缓冲层3和支撑层4中取出弹体碎片,并记录每个碎片的位置,测量每个碎片的质量,可以以靶板2上的弹孔作为原点,确定碎片的坐标。然后根据每个碎片的坐标,可以绘制出碎片的分布云图,然后通过软件或人工将碎片坐标和原点连接在一起,碎片坐标和原点之间的连接线即为碎片的飞行模拟轨迹,进而可以得到每个碎片的行进方向和轨迹。将碎片模拟飞行轨迹和x轴的夹角确定为碎片的模拟飞散角,x轴为穿设于弹孔位置的与中轴线平行的直线,然后根据每个碎片的位置和质量,绘制出碎片的质量分布曲线。也就是说,本申请可以得到碎片的分布云图、飞行模拟轨迹、模拟飞散角和质量分布曲线等数据,有利于后续的实验研究。
在本申请的一个实施例中,含能结构材料高速冲击破碎碎片回收方法还包括:
确定部分碎片处于回收壳体1处,则更换新的回收组件,新的回收组件的缓冲层3和支撑的数量和厚度均大于原先的回收组件,使用新的回收组件对碎片进行回收,保证了碎片均会留在回收组件处,避免碎片与回收壳体1发生碰撞,保证了实验的精准度。
最后应说明的是,以上实施方式仅用于说明本申请,而非对本申请的限制。尽管参照实施例对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本申请的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换,都不脱离本申请技术方案的精神和范围,均应涵盖在本申请的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,其特征在于,包括:
回收壳体,所述回收壳体内设有安装腔,所述回收壳体设有与所述安装腔连通的回收入口,所述回收入口处适于放置靶板;
回收组件,安装于所述安装腔,所述回收组件与所述安装腔的内壁面抵接,所述回收组件包括缓冲层和支撑层,所述缓冲层位于所述支撑层和所述靶板之间,所述缓冲层适于与所述靶板抵接,所述支撑层与所述缓冲层紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,其特征在于,所述回收组件包括至少两个所述缓冲层和至少两个所述支撑层,所述缓冲层和所述支撑层交替设置,其中,靠近所述靶板的所述缓冲层与所述靶板密封抵接,所述缓冲层与相邻的所述支撑层密封抵接。
3.根据权利要求2所述的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,其特征在于,所述缓冲层的厚度,与所述缓冲层和所述靶板之间的距离成反比;所述支撑层的厚度,与所述支撑层和所述靶板之间的距离成反比。
4.根据权利要求1所述的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,其特征在于,所述回收组件包括多个回收件,所述回收件包括缓冲层和支撑层,所述缓冲层相比于所述支撑层更靠近所述靶板,所述回收件的所述缓冲层的厚度和所述支撑层的厚度相同。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,其特征在于,所述含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置包括弹性件,所述弹性件设于所述安装腔内,所述回收组件位于所述弹性件和所述靶板之间,所述弹性件的一端与所述安装腔的内壁面连接,所述弹性件的另一端与所述支撑层抵接,所述弹性件适于使得所述支撑层与所述缓冲层紧密贴合,以及使得所述缓冲层与所述靶板紧密贴合。
6.根据权利要求5所述的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,其特征在于,所述弹性件包括两个相对设置的金属板以及设于两个所述金属板之间的弹簧,其中一个所述金属板与所述支撑层抵接,另一个所述金属板与所述安装腔的内壁面抵接,所述弹簧适于通过其中一个所述金属板向所述支撑层施加一个往所述靶板的力。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,其特征在于,所述回收壳体包括金属外壳、胶合板和聚乙烯板,所述胶合板位于所述金属外壳和所述聚乙烯板之间;和/或,
所述缓冲层为泡沫玻璃板,所述支撑层为超高分子量聚乙烯板或芳纶纤维板。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,其特征在于,所述靶板的中轴线和所述回收组件的中轴线重合。
9.根据权利要求1至4任意一项所述的含能结构材料高速冲击破碎碎片回收装置,其特征在于,所述回收壳体设有与所述安装腔连通的进出口,所述进出口处设有盖体,所述盖体可相对于所述回收壳体运动,以使得所述进出口在打开状态和封闭状态之间切换。
10.一种含能结构材料高速冲击破碎碎片回收方法,其特征在于,包括:
使得弹道枪的中心线、靶板的中轴线和回收组件的中轴线重合;
控制所述弹道枪向所述靶板的中心发射试验弹;
对缓冲层和支撑层进行网格划分,以靶板弹孔为原心,利用直角坐标系对每个碎片进行定位;
从所述回收组件的缓冲层和支撑层中取出弹体碎片,测量每个碎片的质量,确定每个碎片对应的坐标和质量;
基于碎片的坐标,绘制碎片分布云图;
连接碎片坐标与原点,获取碎片飞行模拟轨迹;
根据碎片模拟飞行轨迹和x轴的夹角,确定碎片的模拟飞散角,其中,x轴与原点连接且与中轴线平行;
基于每个碎片的质量和坐标,绘制质量分布曲线。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6659013B1 (en) * 1997-01-08 2003-12-09 Futurec Ag C/O Beeler + Beeler Treuhand Ag Projectile or war-head
CN104121825A (zh) * 2014-07-24 2014-10-29 中北大学 微损伤回收高速飞行体的减速装置
CN206416595U (zh) * 2016-12-26 2017-08-18 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种用于超高速碎片防护的异质插层复合结构板
CN107443834A (zh) * 2017-08-09 2017-12-08 上海大学 防弹复合装甲板材及其应用和制备方法
CN109131724A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 中国人民解放军海军工程大学 钉扎型承载/防护一体化高强聚乙烯复合装甲舱壁结构
CN112013728A (zh) * 2020-08-10 2020-12-01 西安近代化学研究所 一种射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验方法
CN112066805A (zh) * 2020-09-11 2020-12-11 北京理工大学 一种轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构
CN112344811A (zh) * 2020-10-13 2021-02-09 南京理工大学 一种高速飞行体软回收装置
CN213688072U (zh) * 2020-11-18 2021-07-13 青岛格林沃德新材料科技有限公司 一种防弹插板
CN114459300A (zh) * 2021-12-22 2022-05-10 北京理工大学 一种用于弹道试验的分级式金属破片回收装置
CN114608392A (zh) * 2022-04-25 2022-06-10 山东非金属材料研究所 一种基于异型复杂结构硬质材料对弹丸钝化变向效果的测试方法
CN114894422A (zh) * 2022-05-26 2022-08-12 南京理工大学 一种可回收的活性破片水锤效应试验装置及其试验方法
CN116429605A (zh) * 2023-03-24 2023-07-14 西南科技大学 一种高速冲击产物回收装置及其使用方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6659013B1 (en) * 1997-01-08 2003-12-09 Futurec Ag C/O Beeler + Beeler Treuhand Ag Projectile or war-head
CN104121825A (zh) * 2014-07-24 2014-10-29 中北大学 微损伤回收高速飞行体的减速装置
CN206416595U (zh) * 2016-12-26 2017-08-18 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种用于超高速碎片防护的异质插层复合结构板
CN109131724A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 中国人民解放军海军工程大学 钉扎型承载/防护一体化高强聚乙烯复合装甲舱壁结构
CN107443834A (zh) * 2017-08-09 2017-12-08 上海大学 防弹复合装甲板材及其应用和制备方法
CN112013728A (zh) * 2020-08-10 2020-12-01 西安近代化学研究所 一种射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验方法
CN112066805A (zh) * 2020-09-11 2020-12-11 北京理工大学 一种轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构
CN112344811A (zh) * 2020-10-13 2021-02-09 南京理工大学 一种高速飞行体软回收装置
CN213688072U (zh) * 2020-11-18 2021-07-13 青岛格林沃德新材料科技有限公司 一种防弹插板
CN114459300A (zh) * 2021-12-22 2022-05-10 北京理工大学 一种用于弹道试验的分级式金属破片回收装置
CN114608392A (zh) * 2022-04-25 2022-06-10 山东非金属材料研究所 一种基于异型复杂结构硬质材料对弹丸钝化变向效果的测试方法
CN114894422A (zh) * 2022-05-26 2022-08-12 南京理工大学 一种可回收的活性破片水锤效应试验装置及其试验方法
CN116429605A (zh) * 2023-03-24 2023-07-14 西南科技大学 一种高速冲击产物回收装置及其使用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨云斌;屈明;钱立新;: "破片战斗部威力仿真方法与仿真软件研究", 计算机仿真, no. 10, pages 15 - 19 *

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